福建特大橋過渡墩鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書

1、中國(guó)建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線A5標(biāo) PAGE 莆田聯(lián)十一線A5標(biāo)三江口特大橋過渡墩鉆孔平臺(tái)設(shè)計(jì)計(jì)算書計(jì) 算 :復(fù) 核 :審 核 :審 定 中國(guó)建筑股份有限公司莆田聯(lián)十一線A5標(biāo)項(xiàng)目部2016年4月1. 設(shè)計(jì)依據(jù)公路橋涵設(shè)計(jì)通用規(guī)范（JTG D60-2015）公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTG D63-2007）公路橋涵鋼結(jié)構(gòu)及木結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（JTJ025-86）公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范(JTJ041-2000)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50017-2003）港口工程設(shè)計(jì)荷載規(guī)范（JTJ215-98）暗 黃紹金 凹劉陌生 裝辦配式公路鋼橋巴多用途手冊(cè)靶 路橋施工八計(jì)算手冊(cè)（人辦民交通出版社班）ISBN

2、 壩7-114-案03855-笆0壩水文、地質(zhì)敖、潮汐、氣象般資料：疤木蘭溪水文資唉料：Q=35扒20m3/s暗，H1%=3俺.70m，V拔1%=1.0耙5m/s。簡(jiǎn)跋要地質(zhì)資料：奧1-1素填土芭 （Q4板ml爸）；1-3耕扮值土（Q4隘ml哎）；3-1-跋1淤泥 （Q拌4伴ml-m澳），=55愛kpa；3-奧2淤泥質(zhì)黏土八 （Q4埃ml-m澳），=70辦kpa；3-埃3粉質(zhì)黏土 盎（Q4斑ml-m斑）,=20唉0kpa；3捌-4粉砂 （安Q4癌ml-m耙）,=11藹0kpa；3霸-5中砂 （罷Q4伴ml-m懊），=30壩0kpa； 伴3-8卵石 搬（Q4愛ml-m爸），=55澳0kpa； 愛

3、6-1全風(fēng)化胺花崗巖 (盎5跋2胺),，=3懊50kpa；啊 6-2-1板 砂土狀強(qiáng)風(fēng)捌化花崗巖（捌5爸2百），=45艾0kpa；6愛-2-2 碎罷塊狀強(qiáng)風(fēng)化花安崗巖（疤5傲2靶）,=75矮0kpa；6昂-3 中風(fēng)化般花崗巖（愛5笆3霸），=18板00kpa；盎6-4 微風(fēng)伴化花崗巖（骯5壩3扮），=38氨00kpa。敗根據(jù)勘察地質(zhì)跋資料，橋址地藹面下20m范白圍內(nèi)主要為沖疤海積層，下伏盎基巖為燕山晚鞍期花崗巖及其罷風(fēng)化層。熬2. 設(shè)計(jì)參笆數(shù)班 設(shè)計(jì)控制扒荷載：壩A、50t履啊帶吊機(jī)，自重安50t，吊重暗20啊t。鞍B、敗鉆孔樁機(jī)，重襖量約壩12t。阿 設(shè)計(jì)使用笆壽命：3年跋 橋面寬度哀：12

4、m敖 橋面標(biāo)高懊：佰 半+7m；壩3. 設(shè)計(jì)說阿明背鉆孔平臺(tái)作為絆水中基樁施工辦的臨時(shí)結(jié)構(gòu)，白主要承受的作斑用有鉆機(jī)荷載拜、其他施工機(jī)愛具及堆載、平氨臺(tái)自重等。班3.1 平臺(tái)跋橋型布置搬 平臺(tái)總頒長(zhǎng)為42m，澳橋跨布置5排壩鋼管柱，每排愛4根，平臺(tái)縱暗橋向跨度為9皚m+12m+笆9m+12m翱，平臺(tái)頂面寬班12m。隘3.2 斑結(jié)構(gòu)說明百（熬1板）下部結(jié)構(gòu)罷 挨 平臺(tái)基礎(chǔ)采笆用鋼管樁，鋼芭管樁規(guī)格為按52910耙mm，橫橋向胺布置4根，間擺距3.5m。吧鋼管樁間用槽胺鋼橫向連接，伴以提高穩(wěn)定性癌。鋼管樁頂采把用雙拼40a捌工字鋼作為橫傲梁，橫梁長(zhǎng)度按為12m。搬（2）上部結(jié)霸構(gòu)案 平臺(tái)主阿梁采用

5、321頒貝雷梁，規(guī)格鞍為3m*1.叭5m，縱橋向邦布置14片，皚貝雷梁拜橫橋向布置3盎組，每組3排邦，用45cm扒和90cm支矮撐架連接成組襖，每組間距為辦3.3m。斑 貝雷版梁上鋪I28吧工字鋼作為分版配梁，將捌2熬0叭a疤槽鋼懊反扣于工鋼上唉作為平臺(tái)面板襖。耙3.3.荷載班參數(shù)愛（1）基本可瓣變荷載敗鉆孔樁機(jī)荷載跋：自重絆7拌t，沖錘熬5艾t礙，與平臺(tái)有搬4個(gè)接觸點(diǎn)伴。愛50t履帶吊叭機(jī):自重50哀t襖，頒吊重昂20岸t版，昂接觸面積為斑2瓣46607啊60頒mm艾2奧。盎（2）其他可岸變作用柏行人荷載：暗2.5扮kN/m哀；扳管道荷載：柏2.0kN/隘m；奧風(fēng)載：最大襖風(fēng)力按霸12級(jí)百考

6、慮挨，風(fēng)速為白32.6唉m/s伴。笆風(fēng)載按敖公路橋涵設(shè)藹計(jì)通用規(guī)范白進(jìn)行計(jì)算扒，擺其中：半（按施工架設(shè)捌期間取值）；八 伴（桁架風(fēng)載系巴數(shù)）；骯 扳（按最不利地稗形地理?xiàng)l件選哀?。?；骯扳（按A類地表埃，離地面或水板面3高度計(jì)）邦；澳 按（按哎A昂類取陣風(fēng)風(fēng)速哀系數(shù)）；，哀12埃級(jí)風(fēng)載時(shí)：求得: 礙單片貝雷片及胺橋面板迎風(fēng)面癌積：板；風(fēng)載為：瓣平臺(tái)風(fēng)載水平耙力為：矮假定作用點(diǎn)在頒沖刷線上佰，搬鋼管樁在沖刷熬線上的長(zhǎng)度為襖10拌m奧。水流力：壩水流流速1.稗05m/s，柏水流力為礙, 俺K水流阻力艾系數(shù)，樁為圓佰形，取0.6襖3；伴水容重，取版10kN/m耙礙；V水流速凹度；巴重力加速度把，取9.

7、8m般/s哎熬；耙A單樁入水唉部分在垂直于襖水流方向的投叭影面積；半棧橋鋼管樁水懊中長(zhǎng)度h=1版0霸m，水面流速熬為1.05伴m/s,敗河床處流速為岸0m/s。水流力伴沖刷線以上樁白長(zhǎng) H =1隘0m，作用點(diǎn)藹位于樁頂1/愛3H 靶4、岸主要材料設(shè)計(jì)耙指標(biāo)佰 哀根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)敖設(shè)計(jì)規(guī)范（啊GB5001骯7-2003俺) 以及 擺裝配式公路鋼壩橋多用途使作半手冊(cè)主要材胺料的設(shè)計(jì)指標(biāo)哎如下 吧材料名稱笆材質(zhì)柏抗彎拉極限應(yīng)耙力w（壩MPa）瓣抗剪極限應(yīng)力胺（吧MPa）邦一般型鋼構(gòu)件熬Q235把215挨125藹貝雷梁阿16Mn伴273奧208平臺(tái)結(jié)構(gòu)驗(yàn)算阿 奧本次驗(yàn)算通過八MIDAS/唉Civil結(jié)芭構(gòu)分

8、析軟件計(jì)按算完成，平臺(tái)拌支架Mida叭s分析模型圖稗如下：版 懊 班 岸 圖5.哀5 平臺(tái)阿Midas分百析模型圖頒 平臺(tái)施工岸過程中與使用凹過程中受力狀笆態(tài)大體相當(dāng)，奧所以僅以平臺(tái)版使用過程作分懊析，平臺(tái)所受百荷載有如下：澳 挨恒載: 扮恒載為平臺(tái)自?shī)W重，計(jì)算時(shí)恒澳載系數(shù)為氨1.2。罷 鞍活載：鉆孔樁埃機(jī)1版20按KN氨，熬按1.4倍活把載系數(shù)，百q=版1岸.4x（澳70霸+矮50拔）/4=啊42拌 kN 拔履帶吊自重5熬00KN，霸吊重壩200KN，啊總重700K埃N，按1.4挨倍活載系數(shù)，安履帶吊機(jī)著地奧壓力 q=1安.4x罷70扒0/2/4.拔65/0.7跋6=1凹3案9 kN/m般2

9、阿 設(shè)計(jì)荷載搬=恒載+活載艾5艾.1 、吧平臺(tái)面板驗(yàn)算笆 昂面板采用2頒0柏a反扣靶在拔工2斑8阿的分配梁上，扳分配梁間距為翱50癌c昂m，挨取履帶吊荷載暗作受力分析，百用般MIDAS/靶Civil建背模得結(jié)果如下圖：柏 般 俺 安圖5.1 平俺臺(tái)面板伴應(yīng)力結(jié)果圖 拌 唉 爸 扳 圖5.擺2平臺(tái)面板邦位移結(jié)果圖柏可知，面板最笆大應(yīng)力爸，阿滿足要求。敗 敗面板最大擾度案，滿足要求。扳5昂.扮2把 、俺工字鋼分配梁板驗(yàn)算敖 拜因兩組貝雷梁拌的間距為3.俺3m，故分配把梁的最大跨度叭為3.3m，扒當(dāng)履帶吊處于百分配梁跨度中爸作業(yè)時(shí)，分配挨梁受力最不利哎，安此時(shí)啊分配梁氨所受荷載：暗履帶吊機(jī)著地凹?jí)毫?/p>

10、 q=1搬.4x昂70奧0/2/4.叭65/0.7骯6=1胺3啊9 kN/m啊2癌用半MIDAS/案Civil建版模得結(jié)果如下圖：翱 拌 阿 胺圖5.3分配胺梁芭應(yīng)力結(jié)果圖礙 白 伴 扒圖5.4分配扳梁埃位移結(jié)果圖唉可知，分配梁笆最大應(yīng)力拔，辦滿足要求。翱 八分配梁最大擾斑度案，滿足要求。襖5骯.半3頒 、敗貝雷梁驗(yàn)算襖 吧貝雷梁所受荷扮載組合如下：氨工況1：履帶昂吊布置在氨平臺(tái)埃12m把跨中，擺且作用在貝雷敗梁上，所受荷隘載辦=1.2恒載罷+1.4活載胺工況案2佰：履帶吊布置捌在盎平臺(tái)耙12m熬跨笆邊，且作用在愛貝雷梁上，所盎受荷載翱=1.2恒載背+1.4活載把工況敖3：4臺(tái)鉆孔巴樁機(jī)工作中

11、，拜所受荷載哀=1.2恒載絆+1.4活載阿用耙MIDAS/邦Civil分凹別建模得：瓣 擺 笆 愛 圖5.耙5 工況1平版臺(tái)受力分析圖哀 佰 昂 疤圖5.6 工凹況2平臺(tái)受力奧分析圖昂 拔 挨 圖5.艾6 工況3平斑臺(tái)受力分析圖爸（1）貝雷梁拔強(qiáng)度驗(yàn)算翱 癌 稗 圖5.7 傲工況1貝雷梁哎應(yīng)力結(jié)果圖邦 拔 盎 頒 奧 按 愛 邦圖5.8皚 工況2貝雷背梁應(yīng)力結(jié)果圖邦 隘 矮 伴 白圖5.9壩工況啊3啊貝雷梁應(yīng)力計(jì)百算結(jié)果圖叭 案 拜 胺 稗 5.10吧 把工況案1版貝雷梁位移計(jì)八算結(jié)果圖 皚 按 半 耙 笆 5.11稗 笆工況皚2靶貝雷梁位移計(jì)拔算結(jié)果圖 骯 拔 盎 5壩.12搬 叭工況襖3芭

12、貝雷梁位移計(jì)矮算結(jié)果圖邦 由瓣上可知：班 癌 工況1頒貝雷梁所受應(yīng)矮力最大，最大跋應(yīng)力胺，矮滿足要求。挨 哀 矮工況1貝雷梁芭擾度最大，最罷大擾度熬，滿足要求。捌5安.隘4傲 、熬樁頂橫梁與鋼啊管樁驗(yàn)算捌 熬當(dāng)履帶吊處于矮鋼管樁頂部作吧業(yè)時(shí)，此時(shí)橫哎梁和鋼管樁受挨力最不利，取爸此最不利狀態(tài)敗對(duì)橫梁和鋼管阿樁進(jìn)行驗(yàn)算。絆用氨MIDAS/愛Civil建絆模得吧 昂 懊 5.13骯橫梁與鋼管樁般受力結(jié)構(gòu)圖耙5跋.拔4搬.奧1瓣 、襖橫梁驗(yàn)算艾 俺 懊 5.1叭4敖 熬橫梁應(yīng)力計(jì)算背結(jié)果圖笆 按 芭 5.俺15伴 般橫梁位移計(jì)算凹結(jié)果圖昂可知，橫梁最佰大應(yīng)力百，把滿足要求。暗 扒橫梁最大擾度襖，滿足要

13、求。斑5扮.哎4巴.擺2按 、礙鋼管樁驗(yàn)算鞍 哎（1） 鋼管案樁強(qiáng)度分析艾 5.16唉 奧工況一鋼管樁哀應(yīng)力計(jì)算結(jié)果愛圖埃 可知，擺鋼管樁最大應(yīng)挨力版，拜滿足要求。矮鋼管樁穩(wěn)定性頒分析氨 稗 邦 5哀.17絆 唉鋼管樁反力計(jì)瓣算結(jié)果圖皚可知鋼管樁所愛受反力為叭437.6K爸N.壩 a藹、扳鋼管樁敖長(zhǎng)細(xì)比板鋼管樁規(guī)格為辦芭630*10芭mm，扳回轉(zhuǎn)半徑熬，唉鋼管樁長(zhǎng)度按百30m計(jì)算，稗長(zhǎng)細(xì)比哎=1凹50盎，鋼管樁長(zhǎng)細(xì)熬比瓣滿足要求。襖b芭、爸鋼管樁穩(wěn)定性胺驗(yàn)算：爸 翱查罷半鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與矮計(jì)算阿俺 哎P520頁(yè)背知：啊穩(wěn)定系數(shù)柏0.熬357皚，阿 伴A1邦9400跋mm霸2骯，埃 骯 笆暗w靶=啊

14、215氨MPa凹，鋼管樁穩(wěn)定班性滿足要求。壩鋼管樁承載能叭力分析氨 搬 按 襖 根據(jù)凹公路橋涵地邦基與基礎(chǔ)設(shè)計(jì)班規(guī)范沉樁的斑單樁軸向受壓絆容許承載力：辦 盎 奧 阿 鋼管傲樁參數(shù)：胺鋼管樁采用外把徑 伴 D = 扳630懊 mm，壁厚安d拜 翱=唉 10mm背鋼管樁樁底投霸影面積 癌 A = 白0.312跋m斑2扒鋼管樁周長(zhǎng) 疤 般 U柏 = 翱1.979擺m懊 土層摩阻力皚統(tǒng)計(jì)見凹下表叭：靶 艾 土層摩阻力氨統(tǒng)計(jì)表版編號(hào)扒土層名稱霸土層厚度（m背）疤樁側(cè)土摩阻力熬標(biāo)準(zhǔn)值襖 (kPa)邦地基承載力基板本允許值稗 (kPa)岸3-1-1按淤泥啊15跋12叭55岸3-8敗卵石拔3.6藹180般55

15、0捌6-2-1岸砂土狀強(qiáng)風(fēng)化芭花崗巖氨9.9拌110拜450鞍6-2-2岸碎塊狀強(qiáng)風(fēng)化靶花崗巖邦2.1拜150邦750板不計(jì)地基承載案力，扒鋼管樁長(zhǎng)度按氨穿過淤泥層半與隘卵石層半，打入強(qiáng)風(fēng)化頒花崗巖1m盎，打入深度共絆19.6岸m。靶鋼管樁單樁容扮許承載力： 奧 罷由上面計(jì)算可凹知鋼管樁最大盎反力N=43柏7.6癌kN熬頒=928.1安51KN 壩承載力滿足要埃求。八5.5、頒棧橋整體穩(wěn)定藹性驗(yàn)算挨(1)巴、荷載分析敗鋼平臺(tái)佰最不利受力為澳在最高潮水位骯時(shí)水流力、風(fēng)凹荷載產(chǎn)生的同昂向傾覆彎矩，爸取俺整個(gè)平臺(tái)稗進(jìn)行整體穩(wěn)定爸性分析。柏(2)伴、傾覆力按水流傾覆力矩斑：扳風(fēng)力傾覆力矩皚：霸整體傾覆力矩傲：胺(3)扮、抗傾覆力敖水流力、風(fēng)荷壩載產(chǎn)生的同向襖力矩作用下，拌平臺(tái)按有向水流方向拔傾覆的趨勢(shì)，敗平臺(tái)壩通過自身重量笆和鋼管樁與土班層的摩阻力產(chǎn)礙生的抗傾覆彎熬矩來保持霸平臺(tái)哀穩(wěn)定。擺平臺(tái)外側(cè)兩根柏鋼管樁橫橋向瓣間距為靶10.5按m,所以抗傾搬覆吧力臂盎取百5.25叭m。奧 疤(4)耙、整體穩(wěn)定分稗析鞍棧橋整體穩(wěn)定柏安全系數(shù)班，滿足整體穩(wěn)半定性要求。結(jié)論澳 絆 經(jīng)驗(yàn)算，八鋼平臺(tái)的結(jié)構(gòu)胺受力滿足要求霸